物理性污染控制工程汇总

物理性污染控制工程课程设计说明书课程名称：环境噪声控制工程专业：环境工程班级：0214111姓名：王贺学号：0214111142目录一．设计题目……………………………………3二．设计目的……………………………………3三、设计资料………………………………3四、吸声降噪的设计原则……………………………4五、设计方案比较……………………………………5六、计算步骤…………………………………………9七、结论…………………………………………13一、设计题目某空压机房降噪系统设计二、设计目的1、巩固所学专业理论知识，强化实践技能训练；2、熟悉基础资料的收集方法及设计方案可行性论证；3、初步掌握噪声污染控制设计的内容、程序和基本方法；4、运用专业理论知识，解决噪声污染控制工程实际问题。三、设计资料某工厂空压机房设有2台空压机，距噪声源2m，测得的各频带声压级如表1所示。各频带声压级倍频带中心频率（）63125250500100020004000声压级（）89919496959294该空压机房内部尺寸为：长10m，宽6m，高4m。试采取有效措施对车间噪声进行设计控制，达到国家《《工业企业厂界环境噪声排放标准》（1-2002）的要求。四、吸声降噪的设计原则：（1）先对声源进行隔声、消声等处理，如改进设备、加隔声罩、消声器或建隔声墙、隔声间等。（2）当房间内平均吸声系数很小时，采取吸声处理才能达到预期效果。单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高，宜对天花板、墙面同时作吸声处理；车间面积较大，宜采用空间吸声体、平顶吸声处理；声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，同时设置隔声屏障；噪声源较多且较分散的生产车间宜作吸声处理。（3）在靠近声源直达声占支配地位的场所，采取吸声处理，不能达到理想的降噪效果。（4）通常吸声处理只能取得4～12的降噪效果。（5）若噪声高频成分很强，可选用多孔吸声材料；若中、低频成分很强，可选用薄板共振吸声结构或穿孔板共振吸声结构；若噪声中各个频率成分都很强，可选用复合穿孔板或微穿孔板吸声结构。通常要把几种方法结合，才能达到最好的吸声效果。（6）选择吸声材料或结构，必须考虑防火、防潮、防腐蚀、防尘等工艺要求。（7）选择吸声处理方式，必须兼顾通风、采光、照明及装修、施工、安装的方便因素，还要考虑省工、省料等经济因素。五、设计方案比较1）消声器的消声消音器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。消音器是安装在空气动力设备（如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪音较大的设备）的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。消音器的种类很多，但究其消声机理，又可以把它们分为六种主要的类型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗复合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。①阻性消音器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消音器。当声波进入阻性消音器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消音器的声波减弱。阻性消音器就好象电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。因此人们就把这种消音器称为阻性消音器。阻性消音器对中高频消声效果好、对低频消声效果较差。(主要应用于发电机机组消音)②抗性消音器是由突变界面的管和室组合而成的，好象是一个声学滤波器，与电学滤波器相似，每一个带管的小室是滤波器的一个网孔，管中的空气质量相当于电学上的电感和电阻，称为声质量和声阻。小室中的空气体积相当于电学上的电容，称为声顺。与电学滤波器类似，每一个带管的小室都有自己的固有频率。当包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时，只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个短管口，而另外一些频率的声波则不可能通过网孔．只能在小室中来回反射，因此，我们称这种对声波有滤波功能的结构为声学滤波器。选取适当的管和室进行组合．就可以滤掉某些频率成分的噪声，从而达到消声的目的。抗性消音器适用于消除中、低频噪声。③阻抗复合式消音器由阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合构成。④微穿孔板消音器一般是用厚度小于1的纯金属薄板制作，在薄板上用孔径小于1的钻头穿孔，穿孔率为1%一3%。选择不同的穿孔率和板厚不同的腔深，就可以控制消音器的频谱性能，使其在需要的频率范围内获得良好的消音效果。⑤小孔消音器结构是一根末端封闭的直管，管壁上钻有很多小孔。小孔消音器的原理是以喷气噪声的频谱为依据的，如果保持喷口的总面积不变而用很多小喷口来代替，当气流经过小孔时、喷气噪声的频谱就会移向高频或超高频，使频谱中的可听声成分明显降低，从而减少对人的干扰和伤害。⑥有源消音器基本原理是在原来的声场中，利用电子设备再产生一个与原来的声压大小相等、相位相反的声波，使其在一定范围内与原来的声场相抵消。这种消音器是一套仪器装置，主要由传声器、放大器、相移装置、功率放大器和扬声器等组成。消声器的选用阻性消声器具有吸收中高频声，加工制造简单等特点，一般用于1、空调风机、压缩机、燃气轮机、鼓风机等风机类消声。2、抗性消声器具备针对性强，对中低频吸声效果显著，且不用吸声材料等特点。一般只能用于小管道排气消声，如汽车、轮船、柴油机等排气消声。3、阻抗型消声器具有消声频带宽、使用于安全等特点。主要用于声级高、但频率为低中频宽带噪音的消声。如汽轮机、除氧器、扩容器、小排量的安全阀排汽等。4、小孔型消声器具有低中频宽带消声性能，小的孔径能提高吸声系数，低的孔隙率能增加吸声频带的宽度，孔板深度能改变共振吸声峰的位置。小孔型消声器具备设计严密、吸收频带宽、阻损小、耐高温、寿命长等优点。一般用于锅炉、压缩机等高压设备的排气放空。5、抗喷阻复合型消声器具有消声频带宽、使用范围广、消声量大、耐高温高压、不怕水汽及油雾等优点。是建立在中国著名声学家马大猷的小孔喷注消声理论的基础上研制成功，也是中国最新型结构排气消声器，各电厂一般都选择使用。6、通孔阻散型消声器具有排气畅、耐高温、抗干扰强等优点。一般用于安全阀、排气阀、汽轮机及吹管等排气消声.（2）隔声罩的隔声隔声罩（）是一种可取的有效降噪措施，它把噪声较大的装置封闭起来，可以有效地阻隔噪声的外传和扩散，以减少噪声对环境的影响隔声罩外壳由一层不透气的具有一定重量和刚性的金属材料制成,一般用2～3毫米厚的钢板,铺上一层阻尼层。阻尼层常用沥青阻尼胶浸透的纤维织物或纤维材料(用沥青浸麻袋布、玻璃布、毡类或石棉绒等)，有的用特制的阻尼浆。外壳附加阻尼层是为了避免发生板的吻合效应和板的低频共振。外壳也可以用木板或塑料板制作,轻型隔声结构可用铝板制作。要求高的隔声罩可做成双层壳,内层较外层薄一些;两层的间距一般是6～10厘米,填以多孔吸声材料。罩的内侧附加吸声材料,以吸收声音并减弱空腔内的噪声。在这层吸声材料上覆一层穿孔护面板，其穿孔的面积约占护面面积的20～30%。在罩和机器、罩和基础之间，通常填以橡皮垫，以防止振动的传输。可以开启的活门和观察孔，要密封好。对于需要散热的设备，应在隔声罩上留有必要的通风管道。这种管道要有消声结构，或者装消声器。在设计隔声罩时，要注意满足工艺和维修的要求，有时要采取防止油污、粉尘和腐蚀等措施。（3）吸声结构的吸声吸声结构的种类很多，但究其吸声机理，又可以把它们分为三种主要的类型，即薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构、微孔板共振吸声结构。①薄板共振吸声结构把不穿孔的薄板（如金属板、胶合板、塑料板等）周边固定在框架上，背后留有一定厚度的空气层，这就构成了薄板共振吸声结构。它对低频的声音有良好的吸收性能。薄板相当于质量块，板后的空气层相当于弹簧。当声波作用于薄板表面时，在声压的交变作用下引起薄板的弯曲振动。由于薄板和固定支点之间的摩擦和薄板内部引起的内摩擦损耗，使振动的动能转化为热能而使声能得到衰减。当入射声波的频率与振动系统的固有频率一致时，振动系统就会发生共振现象，声能将获得最大的吸收。薄板共振吸声结构的共振频率一般在80-300之间。②穿孔板共振吸声结构在薄板上穿以小孔，在板后与刚性壁面之间留一定深度的空腔所组成的吸声结构称为穿孔板共振吸声结构。按照薄板上穿孔的多少，将创孔板共振吸声结构分为单腔共振吸声结构与多腔共振吸声结构。单腔共振吸声结构使用较少，它是其他穿孔板共振吸声结构的原理。在薄板上按一定排列钻很多小孔或开狭缝，将穿孔板固定到框架上，框架安装在刚性的壁面上，板后留有一定厚度的空气层，这种结构叫做多腔共振吸声结构。③微穿孔板吸声结构普通穿孔孔板的孔径一般在3~10左右。对于穿孔率较高的穿孔板主要作为纤维吸声材料的护面板，主要作为共振吸声结构，其吸声特性与孔径的大小、穿孔率的高低、以及后背所加的多孔吸声材料等有关。如果不加多孔吸声材料，由于普通穿孔板的孔径较大，它本身具有的声阻太小，使有效的吸声频率范围太窄，仅作为一种特点的低频吸声结构使用。由于穿孔板孔径的大小对声阻的影响很大，声阻于孔径吸声结构，就是把厚度小于1的薄板上，穿上数以万计孔径大小1的微孔，穿孔率为13%的微孔板，通过龙骨安装在墙上，就形成了微穿孔板吸声结构。为了扩展吸声频率范围，可做成双层微穿孔板吸声结构。但是它的缺点是孔小，易堵塞，只宜用于清洁的场所。六、计算步骤（1）由已知的房间尺寸可计算得，S天地=60m2S墙1墙3=40m2S墙2墙4=24m2（1）由于房间内表面为混凝土面，查课本《环境物理性污染控制工程》P94可得混凝土（涂油漆）各频率下的吸声系数如下表（表2），即为处理前的吸声系数：混凝土地面/1252505001000200040000.010.010.020.020.020.03由上表可求得：室内平均吸声系数=(0.01×2+0.02×3+0.03)/6=0.0183①由已知得房间不同频率下测量的声压级。②由参考书上的曲线可得对应的数，从而可得房间允许的声压级值。③由①-②可得不同频率下的Δ。④由Δ、，代入公式可得处理后不同频率下的平均吸声系数。⑤室内平均吸声系数=(0.01×2+0.02×3+0.03)/6=0.0183代入得临界半径1/4(Q×π)^1/2=1/4=0.39m2m,所以,该房间的声场是混响声。以上计算得到的数据如下表（表3）所示：序项目各倍频带中心频率下的参数说明号125250500100020004000①919496959294现测②允许值909294939192设计目标③减噪量122212①-②④处理前0.010.010.020.020.020.03查表⑤处理后0.0320.0500.1000.0560.0630.045=×10^0.1Δ（1）吸声材料的选择及计算由已知的表1可知该房间的中、低频成分很强，所以可选用薄板共振吸声结构或穿孔板共振吸声结构作为吸声材料。选择穿孔板共振吸声结构中的五合板为吸声材料，查得各频率下材料的吸声系数。如下表（表4）：共振五合板构造各频率下的吸声系数125250500100020004000孔径5孔距25空气层厚50内填矿渣棉2530.230.600.860.470.260.27设：需安装材料面积为S材，则〔S材＋(248材)×〕/248=①当125时，〔0.23S材＋(248材)×0.01〕/248=0.032S材=24.8m2②当250时，〔0.60S材＋(248材)×0.01〕/248=0.050S材=16.81m2③当500时，〔0.86S材＋(248材)×0.01〕/248=0.100S材=26.26m2④当1000时，〔0.47S材＋(248材)×0.02〕/248=0.056S材=19.84m2⑤当2000时，〔0.26S材＋(248材)×0.02〕/248=0.063S材=44.43m2⑥当4000时，〔0.27S材＋(248材)×0.02〕/248=0.045S材=24.8m2所以S材=44.43m2因为S天=60m2,所以可在房间的天花板安装共振五合板当S材=60m2时，反算此时各频率下的平均吸声系数=〔